基于GIS的高中地理教學模式探索

摘 要：信息化是當今社會發展的必然趨勢，信息技術的快速發展與普及應用給教育帶來了新的機遇，新教學模式的出現促進了教育的飛速發展，有效解決了傳統教學方法難以滿足學生學習和認知發展需求的問題。從GIS輔助高中地理教學的必要性入手展開分析，探索基于GIS的高中地理教學模式，以期有效進行教育改革，提高高中地理教學質量和效率，培養學生的地理核心素養，促進學生全面發展。

關鍵詞：GIS；高中地理；教學模式；信息化

作者簡介：黃文華（1970—），男，甘肅省臨洮中學。

GIS是地理信息系統的簡稱，是一種在計算機軟硬件的支持下能夠科學管理并綜合分析含有空間內涵的地理數據，為相關人員提供所需信息的技術系統。基于GIS探索高中地理教學模式，既符合地理教育發展及課程改革的需要，達到高中地理課程內容及特點的要求，又能滿足學生的學習需求和特點。因此，地理學科教師應結合教學實際和學生學情，研究適合高中生的地理教學模式，借助GIS的優勢和特點提高教學質量和效率，發展學生的綜合素養。

一、GIS輔助高中地理教學的必要性

（一）地理教育發展及課程改革的需要

在教育改革發展的大環境下，高中地理教學需要對教改進行積極響應，研究符合當代學生知識學習需求的課程，滿足地理教育發展需要。新課標對高中地理教學提出了新的要求，強調培養學生的人地協調觀、綜合思維、區域認知和地理實踐力等核心素養，以指導學生更好地理解和解決實際生活中的地理問題。同時，對課程內容進行了重新劃分，更加注重全球觀和宇宙觀的培養，從課程教學實際出發，打造集基礎性、時代性、學科性與生活性于一體的課程內容體系。此外，還在教學方式、評價方式以及地理活動等方面做出了改革指示，要求著重培養學生的地理學習能力，推進素質教育發展。GIS作為一種現代化的科技手段被應用于高中地理教育教學中，有兩方面的價值體現：一方面，GIS本身是基于地理信息集成存在的信息系統，在與地理信息相關的地圖處理和操作方面具有強大的功能，而地圖是高中地理教學中非常重要的內容，以GIS地圖疊加等方式輔助地理教學，所獲得的效果是傳統的平面地圖教學不能比擬的。另一方面，GIS技術一直在發展創新，許多領域都在應用GIS技術，在高中地理教學中應用GIS技術能幫助學生以社會視角、全球性視角分析地理問題，展開深度探究，逐步樹立可持續發展觀和全球觀。

（二）高中地理課程內容及特點的要求

目前，高中地理由必修課程和選修課程組成，前者包括自然、人文和區域三個大模塊，后者涉及的模塊更多，主要有宇宙、海洋、自然災害、旅游、城鄉規劃、環境保護及地理信息技術應用等。高中地理課程內容多且雜，從具體內容性質和特點來看，更側重于地理理論知識的學習，知識點具有較強的離散性特點，部分知識較為抽象，不利于學生理解和掌握。同時，最新設計的高中地理課程要求學生逐步學會利用地理知識梳理、分析、再現地理過程，深度探究地理成因，歸納并總結地理規律。此外，地理學的研究對象具有空間DJJFLjjR3gG42152d5rco1hQYN8zwfdiNi/RCL25PXs=性、廣泛性以及遙遠性等特點，所以學生在學習地理知識的過程中會因空間觀念不足而影響學習質量和效果。GIS作為信息化輔助教學手段，可以幫助學生將地理知識可視化，發現地理的發展過程與規律，并靈活運用所學的地理空間知識，解決遇到的實際地理問題。從整體來看，為有效適應課程改革，滿足高中地理課程內容及特點的要求，教師應創新教學方法和手段，運用GIS開展探究活動，借助現代信息技術手段改變地理知識的呈現方式，有效激發學生的地理學習興趣，促進學生主動與教師討論、與其他同學合作探究，深化對知識的理解。

（三）高中生學習需求與特點的滿足

高中地理具有較強的綜合性、地域性以及空間性等特點，傳統的教學模式僅能幫助學生學習地理理論知識，讓學生通過背誦的方式應對考試，很難培養學生的空間觀念，不利于學生地理核心素養的形成和發展。應用GIS的高中地理教學模式可以幫助學生建構地理知識體系，指導學生運用已掌握的知識建構地理空間結構，深化對知識的理解。學生可以通過GIS展示的現實世界進行實踐學習，與地理知識之間建立起互通的橋梁，讓地理課程與現實生活有機聯系，逐步體現出地理信息技術的應用優勢，激發學生對地理的學習興趣和熱情，滿足學生對地理知識的學習需求。GIS可以為學生提供地理結構空間和屬性數據等信息，讓學生在解決地理問題的過程中深化對問題的理解，在自主探究中獲得更豐富的學習成果。此外，GIS輔助開展的課堂教學流程也發生了明顯的變化，改變了教學內容呈現方式，有助于學生從感性向理性發展，對知識產生清晰的認知，尤其對于空間思維能力較差的學生而言，這樣的教學可以大大降低學習難度，提高學習效果。從應用GIS后的課堂教學效果可以看出，GIS輔助高中地理教學可以滿足學生對地理知識的學習需求，符合學生對知識的認知和理解特點［1］。

二、基于GIS的高中地理教學模式

（一）GIS地理野外考察教學模式

地理野外考察教學模式可以幫助學生直接深入地理現實場景進行研究分析，但學生一般對考察地區比較陌生，很難在短時間內收集整合很多有用的信息；班級學生人數眾多，教師很難兼顧所有學生，考察效果難以保障；地理考察活動應定期持續開展，但在實際教學中很難實現。GIS地理野外考察教學模式可以有效解決以上問題，實現高效教學。以人教版高中必修第一冊第五章第一節《植被》為例，教師可以開展GIS地理野外考察教學活動，幫助學生通過野外觀察和GIS關于植被信息的收集、整理、分析等理解植被與自然環境、氣候變化之間的關系［2］。此教學模式的應用能有效培養學生的實踐能力、觀察能力以及解決問題的能力。如在教學前，教師可以利用三維GIS技術模擬將要考察的地理區域，讓學生在課外考察活動開展前對目標區域的相關自然地理條件等有一個系統的了解，以便選擇最佳的植被觀察地點。此時，學生可以學習GIS軟件的操作方法，以便記錄收集到的植被信息。在野外考察活動中，教師可以讓學生使用GIS軟件收集考察區域的植被分布信息，包括植被的類型、長勢、覆蓋度等。學生還需要記錄考察區域內的氣候條件、土壤類型等信息，并將其以數據的形式記錄在GIS系統中。在課堂總結環節，學生將收集到的與植被相關的地理條件及氣候等數據信息導入GIS軟件中，讓其自動分析數據，生成植被分布圖與未來一段時間的發展趨勢圖，分析植被與環境之間的關系。最后，學生利用GIS對考察區域內的植被分布情況和特點進行分析和表達，發展綜合能力。

（二）GIS問題解決教學模式

問題解決教學模式主要是指圍繞問題開展教學探究活動，啟發學生尋找問題解決方法并成功建構知識體系的教學方法。應用這種教學模式的流程為創設情境、確定問題、提出假設、推理探究、得出結論。基于GIS創新問題解決教學模式，可以為學生呈現直觀的現實情境，將學生帶入情境中，讓學生深入思考，從而獲得豐富的問題解決經驗，提高學習質量和效果［3］。以人教版高中地理必修第二冊第二章的問題研究“從市中心到郊區，你選擇住在哪里”為例，教師可以從社會熱點民生問題中選擇一個課題創設問題情境，如“一名在市區工作的普通打工人想買房，他提出的要求有：房子面積不用太大，兩室一廳，滿足三口人住房需求即可，附近要有成熟的商業生活圈，出行必須便利，最好30—60分鐘就能到達上班地點。若你是房屋中介，請問你如何幫助這名顧客精準選房？”在問題情境下，學生需要思考并確定問題的核心點，同時提出假設：“如何才能知曉距離公司一小時路程的區域的樓市情況呢？”在傳統教學模式下，教師會以文字資料的形式向學生提供幫助和支持，學生需要先閱讀資料，然后通過分析理解，在大腦中構建空間立體模型，最后提出觀點和假設。這種學習方式對學生的空間思維和邏輯思維能力有較高的要求，同時，班級學生之間存在差異，所以很難保障所有學生都能參與到課堂討論中，教學效果一般。而在GIS問題解決教學模式下，教師則可以利用GIS軟件展示學生選定的區域環境、居民房分布情況及交通出行等立體空間圖，以便學生直觀觀察，驗證假設的可行性。若假設與顧客的需求不符，則應放棄該假設，繼續提出新的假設，直至找到解決問題的最佳方案和方法。由此可見，GIS問題解決教學模式可以有效降低學生的學習難度，提高學生的思維能力和問題解決能力。

（三）GIS互動啟發式教學模式

互動啟發式教學模式主張教師與學生圍繞知識內容進行分析和思考。GIS互動啟發式教學模式能夠為學生提供豐富的學習資源和工具，引導學生主動參與到課堂討論與學習活動中，理解和掌握地理知識。同時，GIS的合理應用可以在課堂上營造濃厚的學習氛圍，促使學生主動探究。以人教版高中地理必修第一冊第六章第三節《防災減災》為例，傳統課堂以理論教學為主，教師只對教材上的知識內容進行解釋說明，顯得枯燥、乏味，難以調動學生的學習積極性，不利于學生學科核心素養的形成和發展。教師開展GIS互動啟發式教學活動，采用GIS軟件提出問題，能夠讓學生理解GIS在防災減災中的具體應用范圍和優勢。在課堂教學中，教師需要先設計互動情境，引導學生參與到課堂討論中，在交流與分析中探究知識內容，學習防災減災和逃生的相關知識，將災害的損害降到最低，甚至達到避免災害發生的目的［4］。教師可選擇“泥石流”災害進行教學，與學生討論當發生泥石流災害時應如何自救和他救。在師生討論過程中，教師應啟發學生利用GIS軟件進行分析，將泥石流發生區域的地理數據信息錄入GIS軟件中，如受災區域的地理位置、受災面積、人口密度及氣候條件等，接著利用GIS的空間分析功能分析本次泥石流災害的影響范圍以及潛在風險。隨后，教師可啟發學生利用GIS進行模擬演練，如模擬泥石流發生后的疏散路徑規劃、泥石流災害預警以及應急響應等。在模擬演練中，學生可以發現減災防災的根本要務在于預防，在于應對措施有針對性且有效，這樣才能提高應對災害的能力。

（四）GIS案例分析教學模式

案例分析教學模式是高中地理教學中常用的一種教學方法，旨在通過分析典型案例的方式幫助學生明確地理知識在現實生活中的具體應用，進而更有針對性地學習和掌握地理知識。GIS案例分析教學模式讓案例變得直觀、立體，可以降低案例分析難度，提高學習效果。以人教版必修第一冊第六章第二節《地質災害》為例，其教學目標是指導學生掌握地震、滑坡和泥石流災害的形成機制和發生過程，從而明確自然災害類型及其所帶來的影響［5］。傳統教學模式多以口述案例的方式向學生介紹知識內容，雖然高中生可以聽懂并理解，但不夠直觀和形象，會在一定程度上影響學生的學習質量和探究興趣。在GIS案例分析教學模式下，教師可以在課堂教學中應用GIS軟件呈現具體的教學案例，帶領學生分析地理特征，分析區域內地質災害的類型及形成原因，分析地質災害發生后造成的主要傷害和應對措施，并分析地質災害的發生規律，做好地質災害的監測、預防工作。教師可以學生都知曉的“汶川大地震”為案例進行分析，讓學生明確地震是一定區域內地面震動的現象，主要是由地殼運動等地質作用引起的地球內部能量突然釋放的結果。此時，教師可以利用GIS軟件模擬地震發生的動態關聯圖，同時提出“地震發生會釋放大量的能量，可以用什么來衡量地震的大小呢？”“地震發生時地面所受影響和破壞程度用什么來表示？主要影響因素有哪些？”等問題。教師利用GIS軟件模擬地震發生的整個過程，能夠啟發學生對地震的發生過程進行分析，然后借助已經學習的地震知識及現實生活經驗得出問題答案，明確地震的形成原因、影響因素及帶來的后果，繼而對應對地震的措施進行深入探究和學習。

三、總結

綜上所述，探索基于GIS的高中地理教學模式的目的是借助GIS的優勢和特點幫助學生建構地理知識體系，使他們學會利用已有的知識經驗主動建構客觀事物及其關系的表征，加深對知識的理解和掌握。在基于GIS的教學模式下，學生成為知識的主動學習者和建構者，能將知識變成自身的技能。同時，GIS作為信息化時代的重要標志之一，其在高中地理教學中應用的必要性也非常突出，可以幫助教師應對課程改革和教育改革，將課程內容和知識立體化呈現，滿足學生對地理知識的學習需求，提高學習質量和效果，發展學科核心素養。因此，我們應重視持續性研究基于GIS的教學模式。

［參考文獻］

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